亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        我國(guó)南方地區(qū)降雨侵蝕力指標(biāo)R的建立研究——以江西鷹潭地區(qū)為例

        2011-06-21 07:54:06張黎明林金石于東升史學(xué)正
        水土保持研究 2011年5期
        關(guān)鍵詞:鷹潭力值雨強(qiáng)

        張黎明,林金石,于東升,史學(xué)正

        (1.福建農(nóng)林大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院,福州350002;2.土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所,南京 210008)

        土壤侵蝕是目前普遍受關(guān)注的自然災(zāi)害之一,它不僅破壞土地資源,還造成生態(tài)環(huán)境惡化,嚴(yán)重威脅人類(lèi)的生存和發(fā)展。在引起土壤侵蝕的各種因素中,降雨是最主要的動(dòng)力因子。計(jì)算由降雨引起的土壤侵蝕潛在能力,即降雨侵蝕力(Rainfall Erosivity),一直是定量預(yù)報(bào)土壤流失的重要環(huán)節(jié)。為了準(zhǔn)確度量降雨侵蝕力,很多學(xué)者對(duì)降雨因子進(jìn)行了深入研究。其中,最著名的是Wischmeier和Smith利用美國(guó)35個(gè)水土保持站8 250個(gè)小區(qū)的降雨、侵蝕實(shí)測(cè)資料,通過(guò)對(duì)降雨量(P)、降雨動(dòng)能(E)、最大時(shí)段雨強(qiáng)(I)等各種單因子及它們復(fù)合因子與土壤流失量的關(guān)系建立了EI30為度量降雨侵蝕力的最佳指標(biāo),并且把該指標(biāo)應(yīng)用于世界廣泛使用的通用土壤流失方程 USLE(Universal Soil Loss Equation)中[1-2]。自從降雨侵蝕力表達(dá)式中引入I30因子以后,雨強(qiáng)也成為了各國(guó)水保工作者計(jì)算降雨侵蝕力而進(jìn)行研究的重要因子。目前,對(duì)于這方面工作做的比較多的是對(duì)雨強(qiáng)因子的修正。這主要是因?yàn)楹芏鄬W(xué)者發(fā)現(xiàn)一些地區(qū)用I30計(jì)算當(dāng)?shù)氐慕涤昵治g力效果并不十分理想,于是他們根據(jù)本地區(qū)的實(shí)際情況對(duì)該表達(dá)式進(jìn)行了修正。如斯坦內(nèi)斯庫(kù)和日本學(xué)者種田行男等人根據(jù)各地試驗(yàn)情況,以EI10和EI60為R指標(biāo)[3]。我國(guó)的張憲奎提出適宜東北黑土地區(qū)的R指標(biāo)的表達(dá)式應(yīng)該是E60I30[4]。王萬(wàn)忠、賈志軍、江忠善研究發(fā)現(xiàn)適宜西北黃土地區(qū)的R算法是E60I10或∑EI10、PI30[5-7]。李璐等通過(guò)江蘇省2001-2006年260個(gè)站點(diǎn)的降雨資料研究表明,卜氏算法(R=0.1281PfI30B-0.1575I30B)在該地區(qū)具有較高的精度[8]。

        雖然目前雨強(qiáng)因子被作為土壤侵蝕的主導(dǎo)因素研究較多,但對(duì)同一地區(qū)不同雨強(qiáng)計(jì)算降雨侵蝕力的差異,以及篩選適合計(jì)算我國(guó)南方地區(qū)降雨侵蝕力雨強(qiáng)的研究比較少。為此,本文利用位于我國(guó)南方亞熱帶地區(qū)的江西省鷹潭市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家實(shí)驗(yàn)站自建氣象站1997-2003年自然降雨觀測(cè)資料,研究和分析以鷹潭市為中心地區(qū)的不同雨強(qiáng)下自然降雨侵蝕力特征,并篩選出適合計(jì)算該地區(qū)降雨侵蝕力指標(biāo)R的雨強(qiáng),以便為建立普遍適合于我國(guó)南方地區(qū)R指標(biāo)表達(dá)式做一些前期工作。

        1 研究區(qū)概況和研究方法

        1.1 研究區(qū)概況

        鷹潭地區(qū)地處贛東北山區(qū)向鄱陽(yáng)湖平原區(qū)的過(guò)渡帶,屬中亞熱帶北緣濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)。這里地勢(shì)較平坦,以低丘崗地為主,海拔均在100 m以下,年均氣溫為17.7℃,最高溫度在7月,平均溫度為29.5℃,最低溫度在1月,均溫5.1℃,≥10℃ 的積溫為5 627.6℃,年均日照時(shí)數(shù)為1 852.4 h,年平均降水量1 752 mm。而且一年間雨量分布極不平衡,干濕期非常明顯,雨季是3-6月,降水量占全年總降水量的60%,而旱季9月至翌年1月,降水量只占全年的20%,這種現(xiàn)象極有利于土壤侵蝕的發(fā)展。該地區(qū)地表徑流主要由降水補(bǔ)給,多年平均徑流深度850~1 010 mm,年平均徑流量為8.61億m3,而且植被覆蓋度較低,由于森林的嚴(yán)重砍伐,生態(tài)環(huán)境出現(xiàn)了明顯的惡化。鷹潭農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家實(shí)驗(yàn)站(簡(jiǎn)稱紅壤站),隸屬于中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所,是科學(xué)院在南方紅壤地區(qū)設(shè)置的一個(gè)長(zhǎng)期、綜合的試驗(yàn)研究基地。該站位于江西省鷹潭市余江縣,東經(jīng)116°55′30″,北緯28°15′20″,距南昌市135 km,離鷹潭市13 km[9]。

        1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

        自然降雨資料主要來(lái)源于1997-2003年鷹潭農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家實(shí)驗(yàn)站自建的氣象站,土壤流失量資料是生態(tài)實(shí)驗(yàn)站11號(hào)、20號(hào)、22號(hào)侵蝕小區(qū)1997-2003年間的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),這3個(gè)小區(qū)土壤類(lèi)型分別是鷹潭地區(qū)典型的第四紀(jì)紅色黏土發(fā)育的黏淀濕潤(rùn)富鐵土、千枚巖發(fā)育的鋁質(zhì)濕潤(rùn)淋溶土和紫紅色砂頁(yè)巖發(fā)育的紫色濕潤(rùn)雛形土,其基本情況見(jiàn)表1[9]。

        表1 侵蝕性小區(qū)基本情況

        1.3 不同雨強(qiáng)計(jì)算降雨侵蝕力R值的方法

        降雨侵蝕力是降雨引起土壤流失的潛在能力,它是降雨物理性質(zhì)的函數(shù)。EI是一個(gè)復(fù)合結(jié)構(gòu),它反映了雨滴撞擊與地表徑流的組合潛力,從一定意義上講,它表示顆粒剝離和輸移能力的組合。采用EI結(jié)構(gòu)的基本形式與降雨侵蝕力的函數(shù)相符合。因此,本研究在計(jì)算試驗(yàn)區(qū)不同雨強(qiáng)下的降雨侵蝕力時(shí)仍采用∑EIi,表達(dá)式[1-2,9]為

        式中:R——某次降雨的侵蝕力值[(100 m·t·cm)/(hm2·h)],該R值米噸系統(tǒng)首先轉(zhuǎn)為美制系統(tǒng),然后乘以17.02可得焦耳系統(tǒng)[(MJ·mm)/(hm2·h·a)];∑E——某次降雨的總動(dòng)能[(m·t)/hm2];Ii——某次降雨中最大10,15,30,60 min的降雨強(qiáng)度(cm/h)。次降雨過(guò)程中的某時(shí)段雨量的動(dòng)能為

        式中:P——某時(shí)段降雨量(cm)。

        式中:e——單位降雨強(qiáng)度i(mm/h)決定的單位降雨動(dòng)能[(m·t)/(hm2·cm)]。由此,本研究對(duì)生態(tài)試驗(yàn)站1997-2003年間各次降雨過(guò)程進(jìn)行分析,具體分析過(guò)程如下[9]:(1)根據(jù)原始的降雨記錄,確定各年度降雨的場(chǎng)次、時(shí)間。(2)對(duì)各場(chǎng)次的降雨過(guò)程進(jìn)行分析。首先找出該次降雨過(guò)程中降雨量最多的10,15,30,60 min時(shí)段,讀取該時(shí)段的降雨量,計(jì)算該時(shí)段的降雨強(qiáng)度Ii,以此作為該次降雨的最大10,15,30,60 min雨強(qiáng)。然后根據(jù)降雨強(qiáng)度的變化,將連續(xù)且降雨強(qiáng)度變化不大的,或幾乎沒(méi)有變化的降雨過(guò)程劃分為一個(gè)降雨時(shí)段,在降雨記錄中表現(xiàn)為一條直線段,讀取該時(shí)段的降雨量(Pi),確定該時(shí)段時(shí)間并計(jì)算該時(shí)段的雨強(qiáng)(i),這樣該場(chǎng)次的降雨過(guò)程可劃分為若干個(gè)時(shí)段,并得到相應(yīng)時(shí)段的降雨量、降雨強(qiáng)度。(3)根據(jù)各時(shí)段雨強(qiáng)計(jì)算該時(shí)段單位雨量的動(dòng)能ek,然后再根據(jù)該時(shí)段的降雨量,計(jì)算該時(shí)段的雨量動(dòng)能Ek。(4)將一場(chǎng)次降雨過(guò)程中各時(shí)段的雨量動(dòng)能求和,得到該次降雨過(guò)程的雨量總動(dòng)能E。由該次降雨的最大10,15,30,60 min雨強(qiáng)Ii,運(yùn)用EIi/100可計(jì)算出該次降雨的侵蝕力R。(5)將每月各場(chǎng)次的次降雨侵蝕力求和,得到該月的降雨侵蝕力R,將全年各場(chǎng)次的次降雨侵蝕力R求和,得到本年度的降雨侵蝕力R。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同雨強(qiáng)計(jì)算鷹潭地區(qū)降雨侵蝕力的差異

        根據(jù)鷹潭農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家實(shí)驗(yàn)站土壤侵蝕試驗(yàn)區(qū)的觀察結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)某一次降雨的降雨量P<12.7 mm時(shí),該場(chǎng)次的降雨不會(huì)引起土壤流失,或者是不會(huì)產(chǎn)生地表徑流,因而在計(jì)算R值時(shí)略去該次降雨過(guò)程[9]。根據(jù)以上原則,本研究對(duì)鷹潭農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家實(shí)驗(yàn)站各年的侵蝕性降雨進(jìn)行分析,得出1997-2003年不同雨強(qiáng)下的降雨侵蝕力,結(jié)果見(jiàn)圖1。

        圖1 不同雨強(qiáng)計(jì)算的降雨侵蝕力差異比較

        通過(guò)1997-2003年不同雨強(qiáng)計(jì)算下的降雨侵蝕力結(jié)果看(圖1),基本上各年不同雨強(qiáng)下降雨侵蝕力值總趨勢(shì)為:I10>I15>I30>I60,且不同雨強(qiáng)下的降雨侵蝕力差異很大。其中,相差最大的是2000年,I10、I15、I30、I60雨強(qiáng)下降雨侵蝕力數(shù)值依次都相差1 500(MJ·mm)/(hm2·h·a)以上;相差最不明顯的是1997年,除I60雨強(qiáng)下的降雨侵蝕力值明顯比較小以外,其它3個(gè)雨強(qiáng)下的降雨侵蝕力值都相差不大。從圖1還可以看出,各年I15、I30雨強(qiáng)下的降雨侵蝕力的差異程度也不盡相同,差異最大的是1998年,I15、I30雨強(qiáng)下的降雨侵蝕力數(shù)值相差8 000(MJ·mm)/(hm2·h·a)多;其次是1999年、2000年、2002年和2003年,數(shù)值相差都2 000(MJ·mm)/(hm2·h·a)多。I10、I60雨強(qiáng)下的各侵蝕力相差也都比較大,一般侵蝕力值都相差4 000(MJ·mm)/(hm2·h·a)以上,其中2000年相差最大,I10、I60雨強(qiáng)下的侵蝕力值將近相差12 344(MJ·mm)/(hm2·h·a);相比之下I30、I60和I10、I15雨強(qiáng)下各年的降雨侵蝕力值差異都比較小,降雨侵蝕力數(shù)值一般相差1 500(MJ·mm)/(hm2·h·a)左右。

        為更好地了解研究區(qū)不同雨強(qiáng)對(duì)降雨侵蝕力計(jì)算的影響,本研究對(duì)1997-2003年降雨在不同雨強(qiáng)下的次降雨侵蝕力用國(guó)際通用的SAS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行了方差分析,結(jié)果見(jiàn)表2。

        由表2的方差分析可知,F(xiàn)>F0.05(3,24),說(shuō)明不同降雨強(qiáng)度計(jì)算的降雨侵蝕力值達(dá)到差異顯著水平,這也說(shuō)明在鷹潭地區(qū)使用不合適的雨強(qiáng)計(jì)算降雨侵蝕力可能對(duì)水土流失預(yù)報(bào)精度有很大影響。為進(jìn)一步明確不同雨強(qiáng)計(jì)算的各侵蝕力之間的差異,本研究也對(duì)1997—2003年244次降雨在4個(gè)雨強(qiáng)下的侵蝕力用Duncan法進(jìn)行多重比較,結(jié)果見(jiàn)表3。

        表2 不同雨強(qiáng)下侵蝕力R的方差分析

        表3 不同雨強(qiáng)下侵蝕力R的Duncan法檢驗(yàn)

        由表3的Duncan法檢驗(yàn)可知,I10雨強(qiáng)下的降雨侵蝕力顯著高于I60雨強(qiáng)下的降雨侵蝕力,I15雨強(qiáng)下的降雨侵蝕力顯著高于I60雨強(qiáng)下的降雨侵蝕力,但I(xiàn)30、I60和I10、I15雨強(qiáng)之間的降雨侵蝕力大小差異不顯著,而且各年降雨侵蝕力R均值的分布規(guī)律都是I10>I15>I30>I60。

        通過(guò)以上分析可知,不同雨強(qiáng)計(jì)算的降雨侵蝕力差異已達(dá)到顯著水平,這一方面說(shuō)明在我國(guó)南方地區(qū)采用不同的雨強(qiáng)計(jì)算該地區(qū)的降雨侵蝕力會(huì)對(duì)水土流失預(yù)報(bào)精度產(chǎn)生顯著影響;另一方面也說(shuō)明為了加強(qiáng)我國(guó)南方地區(qū)的水土流失預(yù)報(bào)工作,找出一個(gè)適合該地區(qū)降雨特征的雨強(qiáng)進(jìn)行降雨侵蝕力計(jì)算是十分必要的。

        2.2 鷹潭地區(qū)降雨侵蝕力指標(biāo)R表達(dá)式的確定

        根據(jù)前人和鷹潭 農(nóng) 田生 態(tài) 站 的試 驗(yàn) 結(jié) 果[1-2,9-10],與降雨侵蝕力指標(biāo)關(guān)系最為密切的復(fù)合參數(shù)是降雨動(dòng)能E和雨強(qiáng)I,這二者的交互影響是侵蝕力的最佳量度。因此,本研究以每次降雨的總動(dòng)能∑E,時(shí)段最大降雨強(qiáng)度It及二者的乘積∑EIt作為回歸計(jì)算的降雨侵蝕基本參數(shù)。有資料表明[11],降雨侵蝕參數(shù)與土壤流失量的相關(guān)性多呈線性關(guān)系。從表4和表5可以看出,鷹潭地區(qū)降雨參數(shù)It、E和∑EIt都與土壤流失量存在良好的線性關(guān)系,而且在P=0.01水平下與土壤侵蝕量呈極顯著正相關(guān)。

        表4 單因子降雨特征參數(shù)與土壤流失量相關(guān)分析

        表5 復(fù)合因子降雨特征參數(shù)與土壤流失量相關(guān)分析

        從表4可以看出,雖然單因子降雨特征參數(shù)與土壤流失量都有極顯著的相關(guān)關(guān)系,但相關(guān)系數(shù)均較低。其中,黏淀濕潤(rùn)富鐵土和紫色濕潤(rùn)雛形土與土壤流失量之間的相關(guān)系數(shù)在0.3左右,鋁質(zhì)濕潤(rùn)淋溶土與土壤流失量的相關(guān)系數(shù)在0.2左右,動(dòng)能E雖然與土壤流失量有著比較好的相關(guān)關(guān)系,但與復(fù)合參數(shù)和土壤流失量的相關(guān)性相比,相關(guān)系數(shù)也是比較低。

        從表5可以看出,復(fù)合參數(shù)∑EIt與不同土壤流失量的相關(guān)性明顯要比單因子降雨特征參數(shù)好。其中,紫色濕潤(rùn)雛形土的復(fù)合參數(shù)在3種土壤類(lèi)型中與流失量的相關(guān)性最好,相關(guān)系數(shù)均在0.7以上,且以∑EI15的相關(guān)系數(shù)最大,為0.754;鋁質(zhì)濕潤(rùn)淋溶土的復(fù)合參數(shù)在這3種土壤中與流失量的相關(guān)性是最差的,相關(guān)系數(shù)大多在0.2左右,其中相關(guān)性最好的也是∑EI15;黏淀濕潤(rùn)富鐵土的復(fù)合參數(shù)與土壤流失量之間的相關(guān)性介于二者之間,但相關(guān)系數(shù)也都在0.6以上,其中也是以∑EI15的相關(guān)系數(shù)最大,為0.623。這說(shuō)明在江西省鷹潭地區(qū)降雨侵蝕力R的指標(biāo)計(jì)算中,用15 min最大雨強(qiáng)比用美國(guó)土壤流失方程USLE所使用的30 min最大雨強(qiáng)更為理想。

        3 結(jié)論

        從1997-2003年鷹潭農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家實(shí)驗(yàn)站不同雨強(qiáng)計(jì)算的降雨侵蝕力分析得出:不同雨強(qiáng)下的降雨侵蝕力差異達(dá)到顯著水平,且各年降雨侵蝕力R值總趨勢(shì)是:I10>I15>I30>I60;進(jìn)一步對(duì)不同雨強(qiáng)下的降雨侵蝕力Duncan法多重比較表明,I10雨強(qiáng)下的降雨侵蝕力顯著高于I60雨強(qiáng),I15雨強(qiáng)下的降雨侵蝕力顯著高于I60雨強(qiáng),但I(xiàn)30、I60和I10、I15雨強(qiáng)之間的降雨侵蝕力差異不顯著。

        通過(guò)鷹潭地區(qū)3種典型類(lèi)型土壤流失量與降雨侵蝕力密切相關(guān)的降雨動(dòng)能E、雨強(qiáng)I和降雨量P之間的相關(guān)分析得出用15 min最大雨強(qiáng)比美國(guó)土壤流失方程USLE所使用的30 min最大雨強(qiáng)更為理想。因此,本研究建議以后鷹潭地區(qū)水土流失預(yù)報(bào)中計(jì)算降雨侵蝕力時(shí)采用15 min最大雨強(qiáng)。

        [1]Wischemeier W H,Smith D D.Predicting rainfall-erosion losses:A guide to conservation planning[M].USDA:Washington,Agriculture Handbook 537,1978.

        [2]Wischemeier W H,Smith D D.Rainfall energy and its relationship to soil loss[J].American Geophysical Union Transactions,1958,39:285-291.

        [3]方華榮.日本農(nóng)田的土壤侵蝕預(yù)測(cè)[J].中國(guó)水土保持,1982(4):63-64.

        [4]張憲奎.黑龍江省土壤流失預(yù)報(bào)方程中指標(biāo)的研究[M]//水土保持科學(xué)理論與實(shí)踐.北京:林業(yè)出版社,1992:63-66.

        [5]王萬(wàn)忠.黃土地區(qū)降雨侵蝕力指標(biāo)的研究[J].中國(guó)水土保持,1987(12):34-38.

        [6]賈志軍.晉西黃土丘陵降雨侵蝕力指標(biāo)的確定[J].中國(guó)水土保持,1986(6):19-22.

        [7]江忠善,賈志偉.降雨特征與水土流失關(guān)系的研究[J].西北水土保持研究所集刊,1989,12:9-15.

        [8]李璐,姜小三,王曉旭.不同降雨侵蝕力模型在江蘇省的比較研究[J].中國(guó)水土保持科學(xué),2010,8(3):13-19.

        [9]于東升,史學(xué)正.紅壤生態(tài)試驗(yàn)站的降雨侵蝕力及其特征[M]//紅壤生態(tài)系統(tǒng)研究(第5集).北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,1998:57-62.

        [10]吳素業(yè).安徽大別山區(qū)降雨侵蝕力指標(biāo)研究[J].中國(guó)水土保持,1992(2):32-33.

        [11]劉文耀.云南昭通壩區(qū)降雨侵蝕力R指標(biāo)的初步研究[J].云南林業(yè)科技,1999,87(2):24-26.

        猜你喜歡
        鷹潭力值雨強(qiáng)
        便攜式材料試驗(yàn)機(jī)力值數(shù)據(jù)采集裝置的研制
        鷹潭火車(chē)文化研究
        速讀·上旬(2021年11期)2021-10-12 23:04:05
        托里降雨時(shí)間分布特征分析
        雨強(qiáng)及坡度對(duì)黃土區(qū)草地坡面水流流速的影響
        人民黃河(2018年4期)2018-09-10 15:14:42
        渭南市1961-2016年雨日、雨強(qiáng)的季節(jié)變化特征
        橡膠阿克隆磨耗試驗(yàn)機(jī)示值測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定
        白城市雷達(dá)定量估測(cè)降水方法
        靜重式力基準(zhǔn)機(jī)砝碼組合算法及其對(duì)測(cè)試加載過(guò)程的影響分析
        論力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)加力同軸在力值計(jì)量中的重要性
        中文字幕久久波多野结衣av不卡| 加勒比婷婷色综合久久 | 人妻丰满熟妇av无码区免| 97日日碰日日摸日日澡| 成人免费毛片在线播放| 国产情侣自拍在线视频| 亚洲一区二区三区播放| 久久国产偷| 国产一区不卡视频在线| 国产最新女主播福利在线观看| 午夜福利试看120秒体验区| 国产伦精品一区二区三区视| 亚洲另类欧美综合久久图片区| 日本精品人妻一区二区三区| 国产av精品一区二区三区久久| 区二区三区玖玖玖| 免费99视频| 亚洲国产av精品一区二| 男人吃奶摸下挵进去啪啪软件| 野花社区视频www官网| 娇柔白嫩呻吟人妻尤物| 少妇熟女天堂网av天堂| 国模精品一区二区三区| 精品少妇人妻av无码专区| 久久久久久人妻精品一区百度网盘| 亚洲一区二区三区国产精品 | 国产尤物精品视频| 欧美午夜精品久久久久免费视| 白白色发布永久免费观看视频| 一级a免费高清免在线| 精品无码av无码专区| 国产久热精品无码激情| 在线视频制服丝袜中文字幕 | 青青草视频在线观看入口| 麻豆婷婷狠狠色18禁久久| japanesehd中国产在线看| 最新国产女主播福利在线观看| 国产区高清在线一区二区三区| 成人影院视频在线免费观看 | 91精品一区国产高清在线gif| 久草91这里只有精品|